膜片聯(lián)軸器運行和使用周期
膜片聯(lián)軸器運行中會(huì )出現的問(wèn)題有哪些?下面讓我們一起來(lái)講一講:
1、旋轉時(shí)由于慣性所產(chǎn)生的離心應力。假定螺栓與聯(lián)軸器膜片材料相同,可計算得各自的質(zhì)量,根據所處的位置和螺旋角度,可算的離心力,且作用在總質(zhì)心上。高轉速機械的離心慣性力在結構的應力計算中重要,其離心慣性力可以按徑向力F=(2∏n/60)2rp加載,方向沿徑向向外,固定中間螺栓孔的徑向位移、周向位移和軸向位移,周邊無(wú)其他載荷作用。
2、膜片聯(lián)軸器扭矩產(chǎn)生產(chǎn)生的薄膜應力。設傳遞的扭矩為T(mén)(N。m),總片數為m,對于8孔螺栓,由簡(jiǎn)化條件知:?jiǎn)纹て霓D矩T1=T/m,每個(gè)主螺栓上所受的力為F=T/4mR。
3、角向安裝誤差引起的彎曲應力。它可以根據簡(jiǎn)化來(lái)求解。由于在軸線(xiàn)角向的安裝實(shí)際誤差,使膜片沿軸線(xiàn)方向發(fā)生周期性彎曲變形,而且它是決定聯(lián)軸器膜片疲勞壽命的主要原因。根據角向偏差計算所引起的中間螺栓孔一周在軸線(xiàn)方向的位移,徑向位移和軸向位移固定。通過(guò)角度傾斜可以求出恢復力矩H的大小,一般情況下,聯(lián)軸器膜片的角位移是很小的,因此膜片變形屬于小變形,可以采用薄板小撓度彎曲理論來(lái)分析。
4、由于軸向安裝的誤差,使膜片沿軸線(xiàn)方向發(fā)生彎曲變形。該位移加載在中間螺栓孔處的軸線(xiàn)方向,徑向位移和軸向位移固定。在兩端的兩個(gè)中間空來(lái)施加約束,中間孔來(lái)承受載荷。這樣就把它作為靜定簡(jiǎn)支機構來(lái)處理。
膜片聯(lián)軸器工作時(shí),分別會(huì )受到扭矩引起的疊面應力,軸線(xiàn)偏斜而引起的彎曲應力,螺栓與膜片質(zhì)量通過(guò)旋轉產(chǎn)生的離心應力以及膜片徑向、角向偏移引起的彎曲應力等。疊面應力會(huì )使螺栓產(chǎn)生剪切應力;彎曲應力使螺栓產(chǎn)生拉伸或壓縮應力,且軸每旋轉1周應力循環(huán)交變1次;離心力使螺栓產(chǎn)生剪切應力,且隨轉速而變化。結合句容發(fā)電廠(chǎng)前置泵膜片聯(lián)軸器失效方式可知,螺栓孔附近膜片受到交變應力和復合應力的循環(huán)作用,發(fā)生疲勞斷裂。
膜片受壓失穩是膜片失效的一種常見(jiàn)故障,由材料力學(xué)可知,若受壓膜片承受大扭矩時(shí)的應力大于臨界應力,膜片將喪失其原有直線(xiàn)形狀的平衡,而變?yōu)槲潬顟B(tài)。
膜片受拉斷裂是比較常見(jiàn)的故障,現場(chǎng)發(fā)現聯(lián)軸器膜片螺栓孔附近的危險截面處容易斷裂。對受拉膜片進(jìn)行受力分析發(fā)現:在四邊受拉且載荷分布均勻的情況下,膜片不會(huì )發(fā)生拉斷破壞失效;若載荷分布不均勻,則有可能在收拉膜片的過(guò)程中出現若干膜片被拉斷的現象。在長(cháng)時(shí)間不對中的情況下工作,如果偏差超過(guò)了聯(lián)軸器補償的范圍,則膜片聯(lián)軸器會(huì )受到峰值扭矩,其中4組受壓膜片組失穩,另外4組受拉膜片將承擔全部扭矩,所受拉力倍增。如果膜片長(cháng)時(shí)間處于非均勻受力狀態(tài),部分膜片兩端螺栓孔內側應力超過(guò)材料的曲服,導致其被拉斷破壞,由于承載膜片數量逐步減少并且受力不均,原先所受應力較低的膜片也將隨之被拉斷,隨后整組膜片都將被拉斷。
膜片聯(lián)軸器靠螺栓和膜片來(lái)傳遞扭矩,膜片組下螺栓孔裝有冠狀襯套和冠狀墊圈,襯套和帶銷(xiāo)螺栓配合為小的間隙配合,同心度和配合面要求高,半聯(lián)器和中間軸之間的同心度靠襯套和帶銷(xiāo)螺栓定位,如果安裝方向相反,加下墊圈厚度,造成定位面較短,同心度差,并且膜片組也會(huì )出現扭曲現象。在旋轉的機組中,膜片扭曲變形造成同心較差,嚴重影響機組軸振穩定性,這也是試車(chē)過(guò)程中機組在9000r/min轉速下振動(dòng)良好,高于該轉速下振動(dòng)波動(dòng)的誘因之一。
按照帶銷(xiāo)螺栓銷(xiāo)子長(cháng)度,采取正反相間的安裝方式,調整墊圈與緊固螺母安裝在同一側,定位準確。整改前的螺栓安裝方向見(jiàn)圖8,整改后的螺栓安裝方向,帶銷(xiāo)螺栓的定位長(cháng)度大,選裝下良好的定位和同心。
膜片聯(lián)軸器在的使用周期中,需要保養相互傾斜的楔形間隙表面,添加潤滑油,從大口進(jìn)小口出。兩個(gè)表面有足夠的相對運動(dòng)速度,流體有足夠的粘度,還要供油充足。在保養過(guò)程中,重要的就是掌握流體動(dòng)壓潤滑的基本范疇,這也是滑動(dòng)軸承設計的理論基礎。
膜片聯(lián)軸器可以主動(dòng)補償由電機引起的軸向、徑向和角偏移,以及由制造誤差、安裝誤差、軸承變形和溫度上升等因素引起的影響。膜片聯(lián)軸器屬于撓性聯(lián)軸器中的金屬彈性元件,從動(dòng)機傳遞扭矩,彈性振動(dòng),無(wú)噪聲,無(wú)潤滑的優(yōu)點(diǎn)是現今替代齒輪聯(lián)軸器及一般聯(lián)軸器的理想產(chǎn)品。
膜片聯(lián)軸器靠膜片的彈性變形來(lái)補償所聯(lián)兩軸的相對位移,是一種不錯性能的金屬強元件撓性聯(lián)軸器,不用潤油,結構較緊湊,使用壽命不錯,無(wú)旋轉間隙,不受溫度和油污影響,適用于高溫、有腐蝕介質(zhì)工況環(huán)境的軸系傳動(dòng)。
普遍用于各種機械裝置的軸系傳動(dòng),如水泵(是大功率、化工泵)、風(fēng)機、壓縮機、液壓機械、石油機械、印刷機械、紡織機械、化工機械、礦山機械、冶金機械、航空(直升飛機)、艦艇動(dòng)力傳動(dòng)系統、汽輪機、活塞式動(dòng)力機械傳動(dòng)系統、履帶式車(chē)輛,以及發(fā)電機組、大功率機械傳動(dòng)系統,經(jīng)動(dòng)平衡后應用于傳動(dòng)軸系已比較普便。
膜片聯(lián)軸器螺栓連接無(wú)需被連接件上切制螺紋,使用不受連接件限制,結構簡(jiǎn)單,拆裝方便。雙頭螺栓可以在受結構限制不能使用螺栓,但又需要聯(lián)接結構緊湊的場(chǎng)合使用。螺栓聯(lián)接不帶螺母,還有光整的外露表面,但不適合用于頻繁拆卸連接,以免損壞螺紋孔。